DE102007038676A1 - Electrical appliance and drive - Google Patents

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Abstract

Elektrogerät und Antrieb, umfassend eine elektronische Schaltung mit Leistungshalbleitern, wobei die Leistungshalbleiter mittels mindestens eines Federelements an einen Kühlkörper angedrückt sind zur Wärmeabfuhr der von den Leistungshalbleitern erzeugten Wärme an den Kühlkörper, wobei die Leistungshalbleiter auf einem Leiterplattenstück angeordnet, insbesondere lötverbunden sind, wobei das Leiterplattenstück mittels eines flexiblen Bereiches mit einer ersten Leiterplatte der elektronischen Schaltung verbunden ist, wobei der flexible Bereich elektrische Leiterbahnen umfasst.Electric device and drive, comprising an electronic circuit with power semiconductors, wherein the power semiconductors are pressed by at least one spring element to a heat sink for heat dissipation of heat generated by the power semiconductors to the heat sink, wherein the power semiconductors arranged on a printed circuit board piece, in particular solder-connected, wherein the printed circuit board piece is connected by a flexible region to a first circuit board of the electronic circuit, wherein the flexible region comprises electrical conductor tracks.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät und einen Antrieb.The The invention relates to an electrical appliance and a drive.

Es sind Antriebe bekannt, die aus einem von einem Elektromotor angetriebenen Getriebe bestehen, wobei der Elektromotor von einem Umrichter versorgt wird.It are known drives that are driven by one of an electric motor Transmission exist, the electric motor powered by a converter becomes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb weiterzubilden, wobei höhere Leistung bei gleichem Bauvolumen erreichbar sein soll, also ein kompakter leistungsstarker Antrieb herstellbar sein soll.Of the The invention is therefore based on the object of developing a drive, being higher performance should be achievable with the same volume of construction, so a compact powerful drive to be produced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektrogerät nach den in Anspruch 1 und bei dem Antrieb nach den in Anspruch 17 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention Task with the electrical appliance according to claim 1 and in the drive according to claim 17 specified characteristics solved.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektrogerät sind, dass es eine elektronische Schaltung mit Leistungshalbleitern umfasst,
wobei die Leistungshalbleiter mittels mindestens eines Federelements an einen Kühlkörper angedrückt sind zur Wärmeabfuhr der von den Leistungshalbleitern erzeugten Wärme an den Kühlkörper,
wobei die Leistungshalbleiter auf einem Leiterplattenstück angeordnet, insbesondere lötverbunden sind,
wobei das Leiterplattenstück mittels eines flexiblen Bereiches mit einer ersten Leiterplatte der elektronischen Schaltung verbunden ist,
wobei der flexible Bereich elektrische Leiterbahnen umfasst.Important features of the invention in the electrical appliance are that it comprises an electronic circuit with power semiconductors,
wherein the power semiconductors are pressed against a heat sink by means of at least one spring element for heat dissipation of the heat generated by the power semiconductors to the heat sink,
wherein the power semiconductors are arranged on a printed circuit board piece, in particular soldered,
wherein the circuit board piece is connected by means of a flexible region to a first circuit board of the electronic circuit,
wherein the flexible region comprises electrical conductor tracks.

Von Vorteil ist dabei, dass mittels der flexiblen Verbindung das Leiterplattenstück unabhängig von der Leiterplatte Toleranzen ausgleichbar macht. Somit ist eine Feder verwendbar, die nur auf das mindestens eine Leiterplattenstück beziehungsweise die auf ihm bestückten Leistungshalbleiter wirkt. Die Leistungshalbleiter sind somit schwimmend gelagert an der Leiterplatte und die Leiterplatte ist somit unabhängig von den Leistungshalbleitern mit dem Gehäuse verbindbar und an ihm befestigbar.From The advantage here is that by means of the flexible connection, the PCB piece independent of makes the PCB tolerances compensated. Thus, a spring usable, which only on the at least one PCB piece or the people on it Power semiconductor acts. The power semiconductors are thus floating mounted on the circuit board and the circuit board is thus independent of the power semiconductors connectable to the housing and attachable to him.

Außerdem sind somit auf die Leistungshalbleiter wohldefinierte und hohe Druckkräfte von dem Federelement aufbringbar, wodurch ein optimal kleiner Wärmeübergangswiderstand zum Kühlkörper hin entsteht.Besides, they are thus well-defined on the power semiconductors and high compressive forces of the spring element can be applied, whereby an optimally small heat transfer resistance arises towards the heat sink.

Das Leiterplattenstück ist auch im Randbereich der Leiterplatte positionierbar.The PCB piece can also be positioned in the edge area of the printed circuit board.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die elektronische Schaltung eine weitere Leiterplatte, mit der die erste Leiterplatte über einen flexiblen Bereich verbunden ist, wobei der flexible Bereich elektrische Leiterbahnen umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass eine mechanische Entkoppelung der Leiterplatte erreicht ist. Somit ist sie unabhängig befestigbar im Gehäuse. Außerdem fließen vorteiligerweise Starkströme von insbesondere mehr als einem Ampere über die Leiterbahnen des flexiblen Bereiches.at an advantageous embodiment comprises the electronic circuit another circuit board, with the first circuit board over a flexible area is connected, the flexible area electric Includes printed conductors. The advantage here is that a mechanical Decoupling of the circuit board is achieved. Thus, it is independently fastened in the case. Furthermore flow Advantageously, high currents in particular more than one ampere across the tracks of the flexible Area.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der flexible Bereich eine Folie, die auch zur Bildung einer Lage einer Leiterplatte vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass schon bei der Fertigung der Leiterplatte der flexible Bereich vorgesehen ist.at According to an advantageous embodiment, the flexible area comprises a Film, which is also intended to form a layer of a printed circuit board is. The advantage here is that even in the production of the circuit board the flexible area is provided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der flexible Bereich eine Folie, die unterschiedlich ist von den in anderen Lagen der Leiterplatte vorgesehenen Folien. Von Vorteil ist dabei, dass die Folie für ein häufiges Biegen, also häufigen Biegewechsel, und/oder hohe Temperaturbelastung und/oder Temperaturhübe dimensionierbar ist.at According to an advantageous embodiment, the flexible area comprises a Foil, which is different from those in other layers of the circuit board provided slides. The advantage here is that the film for frequent bending, so frequent Bending change, and / or high temperature load and / or temperature strokes dimensionable is.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der flexible Bereich durch Ausfräsen aus einer Leiterplatte hergestellt oder mittels Einlegen einer Folie während der Herstellung der ersten Leiterplatte. Von Vorteil ist dabei, dass aus dem Ausgangsmaterial einer Multilayer-Leiterplatte in einfacher Weise der flexible Bereich herausarbeitbar ist.at an advantageous embodiment of the flexible area is through milling made of a printed circuit board or by inserting a foil while the production of the first circuit board. It is advantageous that from the starting material of a multilayer printed circuit board in a simple manner the flexible area is workable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die elektrischen Leiterbahnen des flexiblen Bereichs als Leiterbahnen aus Kupfer oder aus einem zumindest Kupfer auch umfassenden Stoffgemisches ausgeführt, insbesondere wobei diese Bahnen vergoldet, vernickelt und/oder verzinnt sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein Korrosionsschutz vorsehbar ist.at an advantageous embodiment, the electrical conductors of the flexible area as conductor tracks made of copper or a at least copper also comprehensive substance mixture executed, in particular these tracks are gold plated, nickel plated and / or tinned. The advantage here is that a corrosion protection is predictable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Federelement zwischen Leiterplattenstück mit Leistungshalbleiter und einem Gehäuseteil angeordnet oder zwischen einem mit einem Gehäuseteil verbundenen Teil und dem Leiterplattenstück mit Leistungshalbleiter. Von Vorteil ist dabei, dass die Feder sich abstützen darf am Gehäuse und somit wohldefinierbare hohe Kräfte zum Anpressen der Leistungshalbleiter an den Kühlkörper erzeugbar sind. Der Kühlkörper ist vorteiligerweise mit dem Gehäuse fest verbunden.at an advantageous embodiment, the spring element between PCB piece arranged with power semiconductor and a housing part or between one with a housing part connected part and the circuit board piece with power semiconductor. The advantage here is that the spring may be supported on the housing and thus well-defined high forces for pressing the power semiconductor to the heat sink can be generated. The heat sink is Advantageously, with the housing firmly connected.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Leistungshalbleiter als SMD-Bauteil bestückt auf dem Leiterplattenstück. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders einfache und automatisiert ausführbare Fertigungsmethode anwendbar ist. Insbesondere sind die Leistungshalbleiter in derselben Aufspannung und Maschine bestückbar wie auch die anderen Bauelemente, insbesondere auch der Signalelektronik.at An advantageous embodiment are power semiconductors as an SMD component stocked on the PCB piece. The advantage here is that a particularly simple and automated executable Manufacturing method is applicable. In particular, the power semiconductors in the same clamping and machine equippable as the other components, especially the signal electronics.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Leiterplatte und das Leiterplattenstück verbindende Stege herausgebrochen vorgesehen, insbesondere sind entsprechende Bruchstellen vorhanden, insbesondere nach Bestückung. Von Vorteil ist dabei, dass während der SMD Bestückung noch eine hohe mechanische Stabilität vorhanden ist und somit die Bestückung der Leistungshalbleiter zusammen mit den anderen Bauelementen in derselben Weise erfolgen darf. Nach dem Herausbrechen ist eine mechanische Entkopplung erreicht, wobei die Toleranzen bei der Befestigung der Leiterplatte und der Leistungshalbleiter beziehungsweise ihrer Leiterplattenstücke unterschiedlich sein dürfen.at an advantageous embodiment, the first circuit board and the PCB piece provided connecting webs are broken out, in particular appropriate breakages available, especially after assembly. From The advantage here is that during the SMD equipment still a high mechanical stability is present and thus the assembly the power semiconductor together with the other components in the same way. After breaking out is a mechanical Decoupling achieved, the tolerances in the attachment of the Printed circuit board and the power semiconductor or their PCB pieces differently may be.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedem Leistungshalbleiter ein jeweiliges Leiterplattenstück zugeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass jeder Leistungshalbleiter vollständig entkoppelt ist und somit die Feder genau auf das Anpressen des jeweiligen Leiterplattenstücks beziehungsweise Leistungshalbleiters auslegbar ist.at An advantageous embodiment is each power semiconductor a respective circuit board piece assigned. The advantage here is that every power semiconductor Completely is decoupled and thus the spring exactly to the pressing of the respective PCB piece or power semiconductor is interpretable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Leistungshalbleiter und/oder sein Leiterplattenstück von einem jeweiligen oder gemeinsamen Federelement an den Kühlkörper gedrückt vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein individuell angepasstes Anpressen oder ein einfaches kostengünstiges Anpressen anwendbar ist.at An advantageous embodiment is each power semiconductor and / or its PCB piece provided pressed by a respective or common spring element to the heat sink. From The advantage here is that an individually adapted pressing or a simple inexpensive Pressing is applicable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens die erste Leiterplatte oder die erste und weitere Leiterplatte mit Vergussmasse, die zumindest auch vom Kühlkörper begrenzt vorgesehen ist, umgossen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Wärmeableitung der Wärme von Bauelementen der Leistungselektronik und/oder Signalelektronik an den Kühlkörper erreichbar ist. Somit sind Leistungselektronik und Signalelektronik im Wesentlichen auf einem Temperaturniveau. Aber nicht nur die Aufspreizung der Wärme ist von Vorteil sondern auch die Schutzfunktion gegen Feuchtigkeit sowie die Unterdrückung von Schwingungen. Somit werden die Bauelemente von der Vergussmasse geschützt vor Feuchtigkeit und mechanisch stabiler gehalten.at an advantageous embodiment is at least the first circuit board or the first and further printed circuit board with potting compound, which at least also limited by the heat sink is poured, poured. The advantage here is that a heat dissipation the heat of components of power electronics and / or signal electronics reachable to the heat sink is. Thus, power electronics and signal electronics are essentially at a temperature level. But not only the spreading of the Heat is advantageous but also the protection against moisture as well the oppression of vibrations. Thus, the components of the potting compound protected kept moisture and mechanically stable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der flexible Bereich als Flachbandkabel und/oder elektrisches Kabel ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass auch andere kostengünstige Entkoppelungsmöglichkeiten realisierbar sind. Allerdings ist die Fertigung hiervon aufwendiger als bei den flexiblen Bereichen.at An advantageous embodiment is the flexible area as a ribbon cable and / or electrical cable. It is advantageous that other inexpensive Entkoppelungsmöglichkeiten are feasible. However, the production of this is more expensive as in the flexible areas.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die weitere Leiterplatte derart gedreht und/oder gefaltet angeordnet, dass sie über den flexiblen Bereich mit der ersten Leiterplatte verbunden ist und an der vom Kühlkörper abgewandten Seite der ersten Leiterplatte vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein kompakter Aufbau erreichbar ist.at an advantageous embodiment, the other circuit board is such rotated and / or folded arranged over the flexible area with the first circuit board is connected and facing away from the heat sink Side of the first circuit board is provided. It is advantageous that a compact structure is achievable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kühlkörper als Schale zur Aufnahme der Vergussmasse ausgeformt oder der Kühlkörper ist mit Teilen derart dicht verbunden, dass eine Schale zur Aufnahme der Vergussmasse ausgeformt ist. Von Vorteil ist dabei, dass kein zusätzliches Schalenteil notwendig ist und somit ein direkter Wärmeübergang ermöglicht ist.at In an advantageous embodiment, the heat sink is a shell for receiving the potting compound formed or the heat sink is with parts such tightly connected to a shell for receiving the potting compound is formed. The advantage here is that no additional Shell part is necessary and thus a direct heat transfer is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist neben dem jeweiligen Leistungshalbleiter auf dem Leiterplattenstück auch die Ansteuerelektronik für den jeweiligen Leistungshalbleiter angeordnet, insbesondere umfassend eine Treiberschaltung. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen erster Leiterplatte und Leiterplattenstück eine geringe Anzahl elektrischer Verbindungen, also Leiterbahnen, auszuführen ist.at An advantageous embodiment is in addition to the respective power semiconductor on the PCB piece also the control electronics for the respective power semiconductor arranged, in particular comprising a driver circuit. The advantage here is that between the first Printed circuit board and printed circuit board piece a small number of electrical connections, ie tracks, perform is.

Wichtige Merkmale bei dem Antrieb sind, dass er ein als Umrichter ausgeführtes Elektrogerät umfasst und mindestens eine weitere Antriebskomponente, insbesondere Elektromotor, Getriebe, Kupplung, Bremse oder dergleichen, umfasst, wobei der Kühlkörper über eine Wärmesperre mit dem Gehäuse einer weiteren Antriebskomponente, insbesondere Motor, Getriebe, Kupplung oder Bremse, verbunden ist.Important Characteristics of the drive are that it comprises a designed as an inverter electrical appliance and at least one further drive component, in particular electric motor, Transmission, clutch, brake or the like, comprising, wherein the heat sink via a thermal barrier with the housing another drive component, in particular engine, transmission, Clutch or brake is connected.

Von Vorteil ist dabei, dass die Temperaturniveaus des Gehäuseteils für die Elektronik unterschiedlich vorsehbar ist zum Niveau des Gehäuseteils des Elektromotors und/oder Getriebes.From The advantage here is that the temperature levels of the housing part for the Electronics differently providable to the level of the housing part the electric motor and / or transmission.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further Advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the expert arise further useful combination options of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task of comparison with the state of the art.

11
Leiterplatte für Leistungselektronikcircuit board for power electronics
22
Leiterplatte für Steuerelektronikcircuit board for control electronics
33
flexibler Bereichflexible Area
44
flexibler Bereichflexible Area
55
Leiterplattenstück für LeistungshalbleiterPCB piece for power semiconductors
66
StegeStege
2020
Kühlkörperheatsink
2121
LeistungshalbleiterPower semiconductor
2222
Federelementspring element
2323
Vergussmassepotting compound
4040
flexibler Bereichflexible Area
5050
LeiterplattenstückPCB piece

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine Leiterplattenanordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht skizziert. Dabei sind noch Stege 6 nicht herausgebrochen.The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
In the 1 is a circuit board assembly of a device according to the invention sketched in plan view. There are still bars 6 not broken out.

In der 2 ist eine Schnittansicht skizziert.In the 2 is a sectional view outlined.

In der 3 ist ein Teilausschnitt der 2 gezeigt.In the 3 is a part of the 2 shown.

In der 4 ist ein der 3 entsprechender Ausschnitt eines erfindungsgemäßen anderen Ausführungsbeispiels gezeigt.In the 4 is one of the 3 corresponding section of another embodiment of the invention shown.

In der 1 ist eine Leiterplatte 1 für Leistungselektronik vorgesehen. Dabei umfasst die Leistungselektronik eines einen Elektromotor versorgenden Umrichters zumindest Gleichrichterdioden und Zwischenkreiskondensator. Die Leistungshalbleiter 21 sind auf einem Leiterplattenstück 5 für Leistungshalbleiter vorgesehen. Bei der Fertigung der Leiterplatte ist dieses Leiterplattenstück noch über belassene Stege 6 mit der Leiterplatte 1 verbunden. Außerdem ist ein flexibler Bereich 3 vorgesehen, der mechanisch flexible, elastisch verformbare elektrische Verbindungen zwischen dem Leiterplattenstück 5 und der Leiterplatte 1 ermöglicht.In the 1 is a circuit board 1 intended for power electronics. In this case, the power electronics of an electric motor supplying converter comprises at least rectifier diodes and DC link capacitor. The power semiconductors 21 are on a PCB piece 5 intended for power semiconductors. In the manufacture of the circuit board, this piece of printed circuit board is still over left webs 6 with the circuit board 1 connected. It is also a flexible area 3 provided, the mechanically flexible, elastically deformable electrical connections between the PCB piece 5 and the circuit board 1 allows.

Auch von der Leiterplatte 1 zur Leiterplatte 2, welche für Steuerelektronik vorgesehen ist, ist ein solcher flexibler Bereich 4 vorhanden. Somit ist die Leiterplatte 2 von oben her auf die Leiterplatte 1 faltbar und somit eine räumlich kompakte Anordnung erreichbar.Also from the circuit board 1 to the circuit board 2 , which is intended for control electronics, is such a flexible area 4 available. Thus, the circuit board 2 from above onto the circuit board 1 foldable and thus a spatially compact arrangement achievable.

Nach der Bestückung, insbesondere vorzugsweise mit SMD Technik, werden die Stege 6 herausgebrochen.After the assembly, in particular preferably with SMD technology, the webs 6 broken out.

Dann ist das Leiterplattenstück 5 unabhängig von der Leiterplatte 1 – zumindest bei kleinen Verschiebungen.Then the PCB piece 5 regardless of the circuit board 1 - at least for small shifts.

Die auf dem Leiterplattenstück 5 vorgesehenen Leistungshalbleiter 21 werden mittels Federkraft eines am Gehäuseteil oder einem mit dem Gehäuse verbundenen Teils abgestützten Federelements 22 gegen den Kühlkörper 20 gedrückt. Im Berührbereich ist die Oberfläche des Kühlkörpers hierzu bearbeitet, insbesondere plan bearbeitet und/oder sandgestrahlt. Zwischen Kühlkörper 20 und Leistungshalbleiter 21 wird auch Wärmeleitpaste zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs vorgesehen.The on the PCB piece 5 provided power semiconductors 21 be by spring force of a housing part or a part connected to the housing supported spring element 22 against the heat sink 20 pressed. In the contact area, the surface of the heat sink is processed for this purpose, in particular machined and / or sandblasted. Between heat sink 20 and power semiconductors 21 Thermal compound is also provided to further improve the heat transfer.

Die Leiterplatte 1 und die Leiterplatte 2 sind insgesamt mit Vergussmasse 23 umgossen umgeben zur Verbesserung der Wärmeabfuhr von den einzelnen Bauelementen an den Kühlkörper. Außerdem weist die Vergussmasse isolierende Eigenschaften auf und verbessert die mechanische Stabilität.The circuit board 1 and the circuit board 2 are total with potting compound 23 encapsulated surrounded to improve the heat dissipation of the individual components to the heat sink. In addition, the potting compound has insulating properties and improves the mechanical stability.

Die flexiblen Bereiche 3 und 4 sind aus einer Multilayer-Leiterplatte hergestellt. Dabei umfasst die Mulitlayer-Leiterplatte zwei oder mehr Lagen, die in isolierendem Leiterplattenmaterial sozusagen eingebettet vorgesehen sind. Die Multilayer-Leiterplatte ist derart groß, dass aus ihr die Leiterplatte 1 und 2 sowie die flexiblen Bereich herstellbar sind. Zur Herstellung der flexiblen Bereich wird ein Präzisionsfräsen ausgeführt und eine der Lagen frei gelegt und belassen. Die Lage umfasst hierbei eine Folie, auf der Kupfer-Leiterbahnen, insbesondere vergoldet, verzinnt und/oder vernickelt, vorgesehen sind. Nach dem Fräsvorgang wird ein Lack, insbesondere ein Lötstopp-Lack aufgetragen. Somit sind die Leiterplatte 1 und 2 sowie die flexiblen Bereiche aus einer einzigen Multilayer-Leiterplatte herstellbar.The flexible areas 3 and 4 are made of a multilayer printed circuit board. In this case, the multi-layer printed circuit board comprises two or more layers, which are provided embedded in insulating printed circuit board material, so to speak. The multilayer printed circuit board is so large that from her the circuit board 1 and 2 and the flexible area can be produced. To make the flexible area, a precision milling is performed and one of the layers exposed and left. In this case, the layer comprises a foil on which copper conductor tracks, in particular gold-plated, tin-plated and / or nickel-plated, are provided. After the milling process, a paint, in particular a solder resist lacquer is applied. Thus, the circuit board 1 and 2 and the flexible areas of a single multilayer printed circuit board produced.

Außerdem werden die um das Leiterplattenstück 5 Bereiche entfernt mit Ausnahme der Stege 6.In addition, those around the circuit board piece 5 Areas away except the bars 6 ,

Nach der SMD Bestückung, mit der auch die Leitungshalbleiter bestückt sind, werden die Stege herausgebrochen und es wird somit eine gewisse Entkoppelung der Leistungshalbleiter von der Leiterplatte 1 erreicht. Dadurch ist es ermöglicht, das Federelement zum Anpressen der Leistungshalbleiter an den Kühlkörper anzubringen und separat auf diese wirken zu lassen.After the SMD assembly, with which the line semiconductors are equipped, the webs are broken and thus there is a certain decoupling of the power semiconductor of the circuit board 1 reached. This makes it possible to attach the spring element for pressing the power semiconductors to the heat sink and to let act on these separately.

Dabei umfasst also der flexible Bereich die gleichen Folien wie die anderen Lagen der Multilayer-Leiterplatte.there So the flexible area includes the same foils as the others Layers of the multilayer printed circuit board.

Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden die flexiblen Bereiche schon bei der Herstellung der Multilayer-Leiterplatte eingebracht. Hierbei werden also nacheinander die anderen Lagen vorgesehen und bei Einbringen derjenigen Lage, die die flexiblen Bereiche Herstellen soll, eine speziell dimensionierte Folie mit Kupferbahnen vorgesehen. Ein Ausfräsen ist bei dieser Fertigungsmethode nicht notwendig, weil Leiterplatte 1 und 2 nur aufgebaut werden müssen und im Bereich der flexiblen Bereiche kein isolierendes Material und auch keine anderen Lagen vorgesehen werden müssen. Die spezielle Folie ist derart dimensionierbar, dass viele Biegezyklen ausführbar sind, also eine hohe Standzeit erreichbar ist.In another embodiment of the invention, the flexible areas are already introduced in the production of the multilayer printed circuit board. In this case, therefore, the other layers are successively provided and provided on introduction of that layer which is to produce the flexible areas, a specially dimensioned film with copper tracks. A milling is not necessary with this production method, because printed circuit board 1 and 2 only need to be built and in the field of flexible areas no insulating material and no other layers must be provided. The special film is dimensioned so that many bending cycles are executable, so a long service life can be achieved.

Aber auch in diesem Beispiel ist die Folie der flexiblen Bereiche durchgängig und somit auch in einer der Lagen der Leiterplatten 1 und 2 vorhanden.But even in this example, the film of the flexible areas is continuous and thus in one of the layers of printed circuit boards 1 and 2 available.

Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden die flexiblen Bereiche mittels Flachbandkabel und/oder elektrischer Kabel, die jeweils steckverbunden oder lötverbunden sind mit Kontaktbereichen oder -elementen der Leiterplatte 1 und des Leiterplattenstücks 5.In another embodiment of the invention, the flexible areas are by means of ribbon cable and / or electrical cables, each plug-connected or soldered to contact areas or elements of the circuit board 1 and the PCB piece 5 ,

In 4 ist im Gegensatz zur 1 ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Leistungshalbleiter jeweils einzeln auf einem Leiterplattenstück vorgesehen sind, die jeweils über flexible Bereiche mit der Leiterplatte 1 verbunden sind. Die hierbei während der SMD Fertigung vorhandenen Stege werden wiederum herausgebrochen und somit jeder Leistungshalbleiter einzeln bewegbar angeordnet. Auf diese Weise ist nun jeder Leistungshalbleiter mittels einem einzelnen ihm zugeordneten Federelement andrückbar an den Kühlkörper 20. Es ist aber auch eine gemeinsame Feder verwendbar, vorzugsweise eine Blattfeder.In 4 is contrary to 1 another embodiment of the invention shown in which the power semiconductors are each provided individually on a circuit board piece, each having flexible areas with the circuit board 1 are connected. The webs which are present during the SMD production are in turn broken out and thus each power semiconductor is arranged individually movable. In this way, each power semiconductor is now pressed by means of a single spring element associated with it to the heat sink 20 , But it is also a common spring used, preferably a leaf spring.

Die auf den Leiterplatten 1 und 2 vorgesehene elektronische Schaltung ist vorzugsweise als Umrichterelektronik eines Antriebs, der auch einen von diesem Umrichter gespeisten Elektromotor und ein von diesem angetriebenes Getriebe umfasst. Dieser Antrieb ist vorzugsweise in einem einzigen Gehäuse als kompakter Antrieb realisiert. Somit ist auch der Kühlkörper ein Teil des Gehäuses und mit weiteren Gehäuseteilen verbunden. Die Entwärmung des Motors und des Getriebes erfolgt über diese weiteren Gehäuseteile. Vorzugsweise ist eine Wärmesperre zum Kühlkörper und auch zur Umrichterelektronik vorgesehen.The on the circuit boards 1 and 2 provided electronic circuit is preferably as a converter electronics of a drive, which also includes an electric motor fed by this inverter and a driven by this gear. This drive is preferably realized in a single housing as a compact drive. Thus, the heat sink is a part of the housing and connected to other housing parts. The cooling of the motor and the gearbox takes place via these other housing parts. Preferably, a thermal barrier to the heat sink and also to the converter electronics is provided.

Eine besonders einfache Wartung ist dann erreichbar, wenn die Umrichterelektronik in einem als Gehäusedeckelteil ausgeführten Kühlkörper 20 mittels Vergussmasse verbunden wird und somit bei Wartung oder Reparatur nur der Deckel gegen einen neuen auszutauschen ist.A particularly simple maintenance can be achieved if the converter electronics in a designed as a housing cover part heat sink 20 is connected by potting compound and thus during maintenance or repair, only the cover is replaced with a new one.

Claims (17)

Elektrogerät, umfassend eine elektronische Schaltung mit Leistungshalbleitern, wobei die Leistungshalbleiter mittels mindestens eines Federelements an einen Kühlkörper angedrückt sind zur Wärmeabfuhr der von den Leistungshalbleitern erzeugten Wärme an den Kühlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleiter auf einem Leiterplattenstück angeordnet, insbesondere lötverbunden sind, wobei das Leiterplattenstück mittels eines flexiblen Bereiches mit einer ersten Leiterplatte der elektronischen Schaltung verbunden ist, wobei der flexible Bereich elektrische Leiterbahnen umfasst.Electrical appliance, comprising an electronic circuit with power semiconductors, wherein the power semiconductors are pressed by means of at least one spring element to a heat sink for heat dissipation of heat generated by the power semiconductors to the heat sink, characterized in that the power semiconductors arranged on a printed circuit board piece, in particular soldered, wherein the Printed circuit board piece is connected by means of a flexible region with a first circuit board of the electronic circuit, wherein the flexible region comprises electrical conductor tracks. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung eine weitere Leiterplatte umfasst, mit der die erste Leiterplatte über einen flexiblen Bereich verbunden ist, wobei der flexible Bereich elektrische Leiterbahnen umfasst.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized, that the electronic circuit comprises a further printed circuit board, with the first circuit board over connected to a flexible area, being the flexible area includes electrical conductors. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Bereich eine Folie umfasst, die auch zur Bildung einer Lage einer Leiterplatte vorgesehen ist.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flexible area comprises a film, which is also used to form a Location of a circuit board is provided. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Bereich eine Folie umfasst, die unterschiedlich ist von den in anderen Lagen der Leiterplatte vorgesehenen Folien.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flexible area comprises a foil that is different from the films provided in other layers of the printed circuit board. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Bereich durch Ausfräsen aus einer Leiterplatte hergestellt ist oder mittels Einlegen einer Folie während der Herstellung der ersten Leiterplatte.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flexible area by milling is made of a printed circuit board or by inserting a foil while the production of the first circuit board. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiterbahnen des flexiblen Bereichs als Leiterbahnen aus Kupfer oder aus einem zumindest Kupfer auch umfassenden Stoffgemisches ausgeführt sind, insbesondere wobei diese Bahnen vergoldet, vernickelt und/oder verzinnt sind.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electrical tracks of the flexible area as tracks made of copper or a mixture of at least copper also comprehensive accomplished in particular, these sheets are gold plated, nickel plated and / or tinned. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement zwischen Leiterplattenstück mit Leistungshalbleiter und einem Gehäuseteil angeordnet ist oder zwischen einem mit einem Gehäuseteil verbundenen Teil und dem Leiterplattenstück mit Leistungshalbleiter.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spring element between PCB piece with power semiconductor and a housing part is arranged or between a part connected to a housing part and the PCB piece with power semiconductors. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leistungshalbleiter als SMD-Bauteil bestückt sind auf dem Leiterplattenstück.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that Power semiconductors are equipped as an SMD component on the PCB piece. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterplatte und das Leiterplattenstück verbindende Stege herausgebrochen vorgesehen sind, insbesondere entsprechende Bruchstellen vorhanden sind, insbesondere nach Bestückung.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the webs of the first printed circuit board and the printed circuit board piece have been broken off are provided, in particular corresponding fractures available are, especially after assembly. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Leistungshalbleiter ein jeweiliges Leiterplattenstück zugeordnet ist.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that each power semiconductor assigned a respective PCB piece is. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leistungshalbleiter und/oder sein Leiterplattenstück von einem jeweiligen oder gemeinsamen Federelement an den Kühlkörper gedrückt vorgesehen ist.Electric appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that each power semiconductor and / or its printed circuit board piece pressed by a respective or common spring element to the heat sink is seen. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die erste Leiterplatte oder die erste und weitere Leiterplatte mit Vergussmasse, die zumindest auch vom Kühlkörper begrenzt vorgesehen ist, umgossen ist zur Wärmeableitung der Wärme von Bauelementen der Leistungselektronik und/oder Signalelektronik an den Kühlkörper.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least the first circuit board or the first and further circuit board with potting compound, which is provided at least limited by the heat sink, cast around is for heat dissipation the heat of Components of power electronics and / or signal electronics the heat sink. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Bereich als Flachbandkabel und/oder elektrisches Kabel ausgeführt ist.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flexible area as a ribbon cable and / or electrical cable accomplished is. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Leiterplatte derart gedreht und/oder gefaltet angeordnet ist, dass sie über den flexiblen Bereich mit der ersten Leiterplatte verbunden ist und an der vom Kühlkörper abgewandten Seite der ersten Leiterplatte vorgesehen ist.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the other circuit board is rotated and / or folded arranged is she over the flexible area is connected to the first circuit board and on the side remote from the heat sink Side of the first circuit board is provided. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper als Schale zur Aufnahme der Vergussmasse ausgeformt ist oder dass der Kühlkörper mit Teilen derart dicht verbunden ist, dass eine Schale zur Aufnahme der Vergussmasse ausgeformt ist.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat sink as Shell is formed for receiving the potting compound or that the Heat sink with Share is so tightly connected that a shell for recording the potting compound is formed. Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem jeweiligen Leistungshalbleiter auf dem Leiterplattenstück auch die Ansteuerelektronik für den jeweiligen Leistungshalbleiter angeordnet ist, insbesondere umfassend eine Treiberschaltung.electrical appliance according to at least one of the preceding claims, characterized in that in addition to the respective power semiconductor on the PCB piece as well the control electronics for the respective power semiconductor is arranged, in particular comprising a driver circuit. Antrieb, umfassend ein als Umrichter ausgeführtes Elektrogerät nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche und mindestens eine weitere Antriebskomponente, insbesondere Elektromotor, Getriebe, Kupplung, Bremse oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper über eine Wärmesperre mit dem Gehäuse einer weiteren Antriebskomponente verbunden ist.Drive, comprising an electric appliance designed as a converter after at least one of the preceding claims and at least one further drive component, in particular electric motor, Transmission, clutch, brake or the like, characterized that the heat sink over a thermal barrier with the housing a further drive component is connected.
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